DE102011089489B4 - Cooling of an electrical energy storage means by means of an intake air of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Kühlsystem zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers (118) eines Kraftfahrzeugs (100), das Kühlsystem aufweisend einen Luft-Ansaugkanal (110, 110a) zum Leiten von Luft zu einem Verbrennungsmotor (120) des Kraftfahrzeugs (100) und eine Aufnahmevorrichtung (116), welche in dem Luft-Ansaugkanal (110, 110a) angeordnet ist, wobei die Aufnahmevorrichtung (116) derart ausgebildet ist, dass ein elektrischer Energiespeicher (118) aufnehmbar und von einer durch den Luft-Ansaugkanal (110, 110a) strömenden Luft kühlbar ist, wobei der Luft-Ansaugkanal (110, 110a) pneumatisch mit dem Verbrennungsmotor (120) gekoppelt ist.Cooling system for cooling an electrical energy store (118) of a motor vehicle (100), the cooling system comprising an air intake duct (110, 110a) for guiding air to an internal combustion engine (120) of the motor vehicle (100) and a receiving device (116), which is arranged in the air intake duct (110, 110a), the receiving device (116) being designed such that an electrical energy store (118) can be received and cooled by air flowing through the air intake duct (110, 110a), wherein the air intake duct (110, 110a) is pneumatically coupled to the internal combustion engine (120).

Description

Die hier beschriebene Erfindung betrifft das technische Gebiet der Kühlung von elektrischen Komponenten und insbesondere der Kühlung von elektrischen Energiespeichern in einem Kraftfahrzeug und insbesondere in einem Hybridfahrzeug. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Kühlsystem sowie ein Verfahren zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs. Ferner wird ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Kühlsystem beschrieben.The invention described here relates to the technical field of cooling of electrical components and in particular the cooling of electrical energy storage in a motor vehicle and in particular in a hybrid vehicle. The invention relates in particular to a cooling system and to a method for cooling an electrical energy store of a motor vehicle. Furthermore, a motor vehicle with such a cooling system will be described.

Der Umfang der Implementierung von elektrischen und elektronischen Funktionalitäten in Kraftfahrzeugen ist in der Vergangenheit stark gewachsen. In der Zukunft ist eine Fortsetzung dieses Trends zu erwarten.The scale of implementation of electrical and electronic functionalities in motor vehicles has grown rapidly in the past. In the future, a continuation of this trend is expected.

Eine klassische Betriebsstrategie in einem Hybridfahrzeug ist das Zwischenspeichern und sog. Rekuperieren von Bremsenergie in einem oder in mehreren elektrochemischen Energiespeichern, um die entsprechende Rekuperationsenergie zu einem späteren Zeitpunkt für einen erneuten elektrischen Vortrieb einsetzen zu können. Die rekuperierte Energie wird zu diesem Zweck vorübergehend in geeigneten elektrochemischen und/oder elektrostatischen Energiespeichern gespeichert. Bei einem elektrochemischen Energiespeicher wie beispielsweise einer Batterie mit vorzugeweise einer Mehrzahl von in Serie und/oder parallel geschalteten Energiespeicherzellen erfolgt dabei (a) im Falle einer Ladung eine Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie und (b) im Falle einer Entladung eine Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie. Bei einem elektrostatischen Energiespeicher wie zum Beispiel einem sog. Doppelschichtkondensator erfolgt eine elektrische Ladung bzw. eine elektrische Entladung von bevorzugt mehreren Doppelschichtkondensatoren.A classic operating strategy in a hybrid vehicle is the buffering and so-called recuperating of braking energy in one or more electrochemical energy stores, in order to use the corresponding recuperation energy at a later time for a renewed electric propulsion can. The recuperated energy is temporarily stored for this purpose in suitable electrochemical and / or electrostatic energy stores. In an electrochemical energy storage such as a battery with vorggeweise a plurality of series and / or parallel energy storage cells takes place in this case (a) in the case of a charge, a conversion of electrical energy into chemical energy and (b) in the case of a discharge, a conversion of chemical Energy into electrical energy. In the case of an electrostatic energy store, for example a so-called double-layer capacitor, an electrical charge or an electrical discharge of preferably several double-layer capacitors takes place.

Insbesondere die elektrochemischen Energieumwandlungsprozesse sind je nach genutztem Typ von Akkumulator und dessen jeweiliger Zellenchemie mit thermischen Verlusten behaftet, die eine Erwärmung und damit eine Änderung der Enthalpie des betreffenden Energiespeichers zur Folge haben.In particular, the electrochemical energy conversion processes are subject to depending on the type of accumulator used and its respective cell chemistry with thermal losses, which have a warming and thus a change in the enthalpy of the energy store concerned.

Zusätzlich entsteht eine Verlustwärme (a) beim zyklischen Betrieb elektrochemischer Energiespeicher und (b) durch die stets vorhandenen ohmschen Widerstände beispielsweise des Zelleninnenwiderstand und/oder von elektrischen Interzellverbindungsleitungen. Somit sind abhängig von der anfallenden elektrischen Verlustleistung in einem elektrochemischen Energiespeicher eine Erwärmung und ein Temperaturanstieg im Betrieb unvermeidlich, sofern nicht eine effiziente Kühlung eingesetzt wird.In addition, there is a loss of heat (a) in the cyclic operation of electrochemical energy storage and (b) by the always existing ohmic resistors, for example, the cell internal resistance and / or electrical intercell connection lines. Thus, depending on the resulting electrical power loss in an electrochemical energy storage, a warming and a temperature increase during operation are inevitable, unless efficient cooling is used.

Die Druckschrift JP 2003 178 814 A beschreibt eine Batteriekühlvorrichtung, bei der ein Batteriegehäuse, in der eine Fahrzeugbatterie vorgesehen ist, über eine Leitung mit dem Motorraum verbunden ist, in dem sich ein Verbrennungsmotor befindet. Es ist vorgesehen, dass ein der Umgebung entnommener Frischluftstrom zunächst an der Batterie vorbeistreicht und danach in den Motorraum geführt wird, um anhand der Batterietemperatur den Motorraum zu temperieren.The publication JP 2003 178 814 A describes a battery cooling device in which a battery housing, in which a vehicle battery is provided, is connected via a line to the engine compartment, in which an internal combustion engine is located. It is envisaged that a fresh air stream taken from the environment first passes past the battery and is then guided into the engine compartment in order to temper the engine compartment on the basis of the battery temperature.

Um eine hohe Betriebssicherheit insbesondere eines elektrochemischen Energiespeicher(system)s zu gewährleisten und einen vorzeitigen Ausfall des Energiespeichers durch Alterung von Energiespeicherzellen (z. B. Lithium-Ionen-, NiMH-, NiZn-, NiCd-, Blei-Säure-Zellen etc.) zu vermeiden, welche Alterung besonders bei hohen Temperaturen aufgrund des bekannten Gesetztes von Arrhenius sehr schnell verläuft, ist ein thermisches Management mit einer entsprechenden Kühlung sämtlicher Energiespeicherzellen notwendig.In order to ensure a high degree of operational reliability, in particular of an electrochemical energy store (system), and premature failure of the energy store due to aging of energy storage cells (eg, lithium-ion, NiMH, NiZn, NiCd, lead-acid cells, etc.). ) to avoid which aging is very fast, especially at high temperatures due to the known law of Arrhenius, a thermal management with a corresponding cooling of all energy storage cells is necessary.

Die Kühlung kann beispielsweise in Form einer Flüssigkühlung oder einer Luftkühlung ausgeführt sein. Dabei durchströmt bei einer Luftkühlung das Kühlmedium Luft mit einer entsprechend niedrigeren Temperatur den Energiespeicher und führt dabei Verlustwärme ab. Üblicherweise wird der entsprechende Luftstrom über ein Gebläse bedarfsgerecht erzeugt.The cooling can be carried out for example in the form of liquid cooling or air cooling. In this case, the cooling medium flows through air at a correspondingly lower temperature, the energy storage and thereby dissipates heat loss in an air cooling. Usually, the corresponding air flow is generated as needed by a blower.

Um ein Verschmutzen der zu kühlenden Oberflächen des Energiespeichers zu vermeiden, ist es bekannt, die angesaugte Umgebungsluft durch einen Filter von Schmutzpartikeln zu befreien. Somit wird einem vorzeitigen Ausfall bzw. einer Herabsetzung der Performanz eines elektrischen Energiespeichersystems entgegen gewirkt.In order to avoid contamination of the surfaces of the energy storage to be cooled, it is known to liberate the sucked ambient air through a filter of dirt particles. Thus, a premature failure or a reduction in the performance of an electrical energy storage system counteracted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung eines elektrischen Energiespeichersystems in einem Kraftfahrzeug insbesondere in Hinblick auf einen geringen apparativen Aufwand und eine hohe Kühleffizienz zu verbessern.The invention has for its object to improve the cooling of an electrical energy storage system in a motor vehicle, in particular with regard to a low equipment cost and high cooling efficiency.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1 und 7. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is solved by the subject matters of independent claims 1 and 7. Advantageous embodiments are described in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kühlsystem zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs und insbesondere zum Kühlen eines elektrochemischen Energiespeichers eines Hybridfahrzeugs beschrieben. Das beschriebene Kühlsystem weist auf (a) einen Luft-Ansaugkanal zum Leiten von Luft zu einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs und (b) eine Aufnahmevorrichtung, welche in dem Luft-Ansaugkanal angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Aufnahmevorrichtung derart ausgebildet, dass ein elektrischer Energiespeicher aufnehmbar und von einer durch den Luft-Ansaugkanal strömenden Luft kühlbar ist.According to a first aspect of the invention, a cooling system for cooling an electrical energy storage device of a motor vehicle and in particular for cooling an electrochemical energy storage device of a hybrid vehicle is described. The described cooling system comprises (a) an air intake passage for directing air to an internal combustion engine of the motor vehicle and (b) a receiving device disposed in the air intake passage. According to the invention Recording device designed such that an electrical energy storage can be received and cooled by a flowing through the air intake air.

Dem beschriebenen Kühlsystem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors dazu verwendet werden kann, eine Komponente eines Kraftfahrzeugs zu kühlen. Dabei kann man sich die Eigenschaft eines Luft-Ansaugkanals zu Nutzen machen, dass sich im Betrieb des Verbrennungsmotors eine gewisse Luftströmung durch den Luft-Ansaugkanal ausbildet, welche ausreichend ist, eine für eine Luftkühlung eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ausreichende Kühlleistung zu erbringen. Mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem kann somit auf vorteilhafte Weise ein in einem Kraftfahrzeug ohnehin bereits vorhandener und üblicherweise hochvolumiger Luftstrom zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers verwendet werden.The cooling system described is based on the knowledge that the intake air of an internal combustion engine can be used to cool a component of a motor vehicle. In this case, one can make use of the property of an air intake duct that, during operation of the internal combustion engine, a certain air flow through the air intake duct is formed, which is sufficient to provide sufficient cooling capacity for air cooling of an electrical energy store of the motor vehicle. With the cooling system according to the invention can thus be advantageously used in a motor vehicle already existing and usually high-volume air flow for cooling an electrical energy storage device.

Bei dem beschriebenen Kühlsystem wird somit eine in einem Kraftfahrzeug ohnehin vorhandene Luftströmung zusätzlich für die Kühlung des elektrischen Energiespeichers verwendet. Ein eigens für die Kühlung des elektrischen Energiespeichers verwendetes Gebläse ist daher nicht erforderlich. Aus diesem Grund trägt das beschriebene Kühlsystem auch zu einer Reduzierung der Anzahl an für eine Kühlung des Energiespeichers erforderlichen Komponenten und damit auch zu einem entsprechenden Kostenvorteil bei der Realisierung einer Kühlung des elektrischen Energiespeichers bei. Außerdem kann sich durch eine Komponentenreduktion auch ein Bauraumvorteil bei der räumlichen Gestaltung eines Kraftfahrzeugs ergeben.In the described cooling system, a flow of air already present in a motor vehicle is thus additionally used for the cooling of the electrical energy store. A fan specially used for the cooling of the electrical energy storage is therefore not required. For this reason, the cooling system described also contributes to a reduction in the number of components required for cooling the energy storage device and thus also to a corresponding cost advantage in the realization of a cooling of the electrical energy storage. In addition, by a component reduction, a space advantage in the spatial design of a motor vehicle arise.

Im Vergleich zu einer Luftkühlung, welche lediglich durch einen Fahrtwind des Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist, kann das beschriebene Kühlsystem auch dann auf effektive Weise zum Einsatz kommen, wenn kein oder lediglich ein geringer Fahrtwind vorhanden ist. Kein oder lediglich ein geringer Fahrwind treten beispielsweise dann auf, wenn das Kraftfahrzeug gar nicht in Bewegung ist oder wenn sich das Kraftfahrzeug zusammen mit dem Wind fortbewegt. Auch bei einer (im Mittel) sehr langsamen Fahrt wie beispielsweise in einem sog. ”Stop and Go” Verkehr kann es möglich sein, dass bei einer Fahrtwind-Kühlung pro Zeiteinheit keine ausreichende Menge an Kühlluft an dem elektrischen Energiespeicher vorbeistreicht und somit keine ausreichende Kühlleistung erreicht wird. In diesem Zusammenhang hat ein von Ansaugluft gespeistes Kühlsystem gegenüber einem vom Fahrtwind gespeisten Kühlsystem den Vorteil, dass, solange sich der Verbrennungsmotor im Betrieb befindet, stets eine ausreichende Menge des Kühlmediums Luft für die Kühlung des elektrischen Energiespeichers vorhanden ist.Compared to an air cooling, which is provided only by a wind of the motor vehicle, the described cooling system can also be used effectively when there is no or only a small wind. No or only a slight driving wind occur, for example, when the motor vehicle is not in motion or when the motor vehicle moves along with the wind. Even with a (on average) very slow ride such as in a so-called "stop and go" traffic, it may be possible that with a cooling air cooling per unit time, a sufficient amount of cooling air past the electrical energy storage and thus no sufficient cooling capacity is reached. In this context, a cooling system powered by intake air compared to a cooling system powered by the airstream has the advantage that, as long as the engine is in operation, there is always a sufficient amount of the cooling medium air for the cooling of the electrical energy storage.

Unter dem Begriff ”Luft-Ansaugkanal” können in diesem Zusammenhang alle Komponenten des Kraftfahrzeugs verstanden werden, welche Luft führen, die für die Verbrennung eines Kraftstoffgemisches in einem Verbrennungsraum eines Verbrennungsmotors erforderlich ist. Ein derartiger Luft-Ansaugkanal wird häufig auch als Luft-Ansaugtrakt oder kurz als Ansaugtrakt bezeichnet.In this context, the term "air intake duct" can be understood as meaning all components of the motor vehicle which carry air which is required for the combustion of a fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine. Such an air intake duct is often referred to as an air intake tract or shortly as an intake tract.

Der Luft-Ansaugkanal kann insbesondere eine Ansaugöffnung, einen Luftfilter und einen Ansaugkrümmer aufweisen. Bei Verbrennungsmotoren mit einer sog. äußeren Gemischbildung kann der Luft-Ansaugkanal auch noch einen Vergaser oder eine Einspritzanlage sowie deren Hilfsaggregate aufweisen. Bei Verbrennungsmotoren mit einer sog. Motoraufladung können auch ein Turbolader und/oder ein Kompressor Teil des Luft-Ansaugkanals sein, wobei dann in dem Luft-Ansaugkanal auch gegenüber dem Umgebungsdruck ein Überdruck herrschen kann.The air intake duct may in particular comprise an intake opening, an air filter and an intake manifold. In internal combustion engines with a so-called. Outer mixture formation, the air intake duct may also have a carburetor or an injection system and their auxiliary units. In internal combustion engines with so-called engine charging, a turbocharger and / or a compressor may also be part of the air intake duct, in which case overpressure may also prevail in the air intake duct with respect to the ambient pressure.

Die beschriebene Aufnahmevorrichtung kann nicht nur derart ausgebildet sein, einen bestimmten elektrischen Energiespeicher in einer festen räumlichen Position bzw. Anordnung aufzunehmen. Die Aufnahmevorrichtung kann ggf. auch derart ausgestaltet sein, dass eine flexible und/oder vom jeweiligen Betriebszustand abhängige und damit auch zeitlich veränderliche räumliche Anordnung des elektrischen Energiespeichers in dem Luft-Ansaugkanal möglich ist. So kann beispielsweise je nach Stärke der aktuellen Wärmeentwicklung in dem elektrischen Energiespeicher der elektrische Energiespeicher in einer jeweils geeigneten Winkelstellung relativ zu der Strömungsrichtung der durch den Luft-Ansaugkanal strömenden Luft orientiert sein, so dass ein für den jeweiligen Betriebszustand des elektrischen Energiespeichers eine optimale Kühlung realisiert wird.The recording device described can not only be designed to accommodate a specific electrical energy storage in a fixed spatial position or arrangement. If necessary, the receiving device can also be configured in such a way that a flexible and / or spatial arrangement of the electrical energy store in the air intake passage that is dependent on the respective operating state and thus also temporally variable is possible. For example, depending on the strength of the current heat development in the electrical energy store, the electrical energy store may be oriented in a respectively suitable angular position relative to the flow direction of the air flowing through the air intake duct, so that optimum cooling is realized for the respective operating state of the electrical energy store becomes.

Um sowohl eine effiziente Luftkühlung des elektrischen Energiespeichers als auch ein einwandfreies Arbeiten der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten, sollte sowohl der Luft-Ansaugkanal als auch die Aufnahmevorrichtung gegenüber der Umgebung pneumatisch abgedichtet sein.In order to ensure both efficient air cooling of the electric energy storage and proper functioning of the internal combustion engine of the motor vehicle, both the air intake duct and the receiving device should be pneumatically sealed from the environment.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Luft-Ansaugkanal einen Umgehungskanal auf, mittels welchem zumindest ein Teil der durch den Luft-Ansaugkanal strömenden Luft an der Aufnahmevorrichtung vorbei zu dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs führbar ist. Durch die Verwendung des beschriebenen Umgehungskanals, welches die Funktion eines sog. Bypasses hat, kann erreicht werden, dass nicht zwangsläufig alle durch den Luft-Ansaugkanal strömende Luft durch die Aufnahmevorrichtung strömen muss. Auf diese Weise kann eine bedarfsgerechte Kühlung eines in der Aufnahmevorrichtung befindlichen elektrischen Energiespeichers realisiert werden.According to one exemplary embodiment of the invention, the air intake channel has a bypass channel, by means of which at least part of the air flowing through the air intake channel can be guided past the receiving device to the internal combustion engine of the motor vehicle. By using the described bypass channel, which has the function of a so-called bypass, it can be achieved that it is not absolutely necessary for all the air flowing through the air intake channel to flow through the receiving device. In this way, a needs-based cooling of a in the Recording device located electrical energy storage can be realized.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Kühlsystem ferner auf eine Steuereinrichtung zum Verteilen der durch den Luft-Ansaugkanal strömenden Luft in einen ersten Teilstrom, welcher durch die Aufnahmevorrichtung strömt, und in einen zweiten Teilstrom, welche durch den Umgebungskanal strömt. Die Steuereinrichtung kann in dem Luft-Ansaugkanal an einer Stelle angeordnet sein, an der sich die derjenige Teil des Luft-Ansaugkanals, welcher zu der Aufnahmevorrichtung führt, von demjenigen Teil des Luft-Ansaugkanals verzweigt, welcher zu dem Umgehungskanal führt bzw. welcher in den Umgehungskanal mündet. Alternativ oder in Kombination kann die Steuereinrichtung auch an einer anderen Stelle im Luft-Ansaugkanal angeordnet sein, an welcher sich der Umgehungskanal wieder mit demjenigen Teil des Luft-Ansaugkanals verbindet, welcher von der Aufnahmevorrichtung kommt.According to a further embodiment of the invention, the cooling system further comprises a control device for distributing the air flowing through the air intake duct into a first partial flow, which flows through the receiving device, and into a second partial flow, which flows through the surrounding passage. The control device may be disposed in the air intake passage at a position where the part of the air intake passage leading to the take-up device branches off from that part of the air intake passage leading to the bypass passage Bypass channel opens. Alternatively or in combination, the control device can also be arranged at a different location in the air intake duct, at which the bypass duct again connects to that part of the air intake duct which comes from the receiving device.

Die Steuereinrichtung kann beispielsweise mittels einer oder mittels mehrerer Steuerklappen realisiert werden, welche den Gesamt-Luftstrom durch den Luft-Ansaugkanal so auf die beiden Teile des Luft-Ansaugkanals verteilt, dass eine für den jeweiligen Betriebszustand des elektrischen Energiespeichers geeignete Kühlleistung realisiert wird.The control device can be realized, for example, by means of one or by means of a plurality of control flaps, which distributes the total air flow through the air intake duct to the two parts of the air intake duct such that a cooling power suitable for the respective operating state of the electrical energy accumulator is realized.

Durch die beschriebene Implementierung eines Bypasses für die Ansaugluft vorbei an dem elektrischen Energiespeicher zusammen mit einer geeigneten Steuereinrichtung kann auf vorteilhafte Weise eine bedarfsgerechte Kühlung des Energiespeichers realisiert werden.The described implementation of a bypass for the intake air past the electrical energy storage together with a suitable control device can be realized in an advantageous manner a need-based cooling of the energy storage.

An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eine Steuerung des Durchflusses durch den Luft-Ansaugkanal auch in Abhängigkeit von anderen Parametern wie beispielsweise einer gemessenen Temperatur in dem Batteriespeicher erfolgen kann. Ferner kann der Durchfluss durch den Luft-Ansaugkanal ggf. auch in Abhängigkeit von einer zu erwartenden Wärmeentwicklung erfolgen, welche beispielsweise von einem Batterieüberwachungssystem (häufig auch als Batteriemonitoringsystem bezeichnet) vorhergesagt wird.At this point, it should be noted that in other preferred embodiments of the invention, a control of the flow through the air intake duct can also take place in dependence on other parameters such as a measured temperature in the battery storage. Furthermore, the flow through the air intake duct may possibly also take place as a function of an expected heat development, which is predicted, for example, by a battery monitoring system (frequently also referred to as a battery monitoring system).

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Kühlsystem ferner eine Luftdurchflussmesseinrichtung auf, welche in dem Luft-Ansaugkanal angeordnet ist und welche derart eingerichtet ist, dass der erste Teilstrom und/oder der zweite Teilstrom messbar ist.According to a further embodiment of the invention, the cooling system further comprises an air flow measuring device, which is arranged in the air intake passage and which is arranged such that the first partial flow and / or the second partial flow can be measured.

Die beschriebene Luftdurchflussmesseinrichtung kann jede beliebige Messeinrichtung sein, welche in der Lage ist einen Volumenstrom eines Gases zu messen. Dazu kann je nach spezifischer Anforderung auf verschiedene bekannte physikalische Messprinzipien wie z. B. (a) Ultraschalldurchflussmessungen, (b) Differenzdruckmessungen, Venturi-Effekt, (c) Messungen mittels Balometer, (d) Messungen des Dopplereffekts von in den zu messenden Volumenstrom gerichtetes Laserlicht zurückgegriffen werden.The air flow measuring device described can be any measuring device which is able to measure a volume flow of a gas. Depending on the specific requirement, different known physical measuring principles can be used. (A) ultrasonic flow measurements, (b) differential pressure measurements, venturi effect, (c) measurements by means of a balometer, (d) measurements of the Doppler effect of laser light directed into the volume flow to be measured.

Mittels einer Luftdurchflussmesseinrichtung kann insbesondere in Verbindung mit der oben beschriebenen Steuereinrichtung die angesaugte Menge der Luft pro Zeiteinheit erfasst und geregelt werden, so dass stets eine ausreichende Kühlleistung sichergestellt werden kann.By means of an air flow measuring device, in particular in connection with the control device described above, the sucked amount of air per unit time can be detected and regulated, so that always a sufficient cooling capacity can be ensured.

Ferner kann auf vorteilhafte Weise eine Betriebsstrategie für den elektrischen Energiespeicher realisiert werden. So kann beispielsweise für den Fall, dass lediglich eine relativ kleine Menge an Luftstrom für die Kühlung des elektrischen Energiespeichers zur Verfügung steht, die maximal erlaubten elektrischen Lade- und/oder Entlade-Ströme in geeigneter Weise begrenzt werden, um ein zu starkes Erwärmen des elektrischen Energiespeichers zu verhindern.Furthermore, an operating strategy for the electrical energy storage can be realized in an advantageous manner. Thus, for example, in the event that only a relatively small amount of air flow for the cooling of the electrical energy storage is available, the maximum allowable electrical charging and / or discharging currents are suitably limited to overheating the electrical To prevent energy storage.

Es wird darauf hingewiesen, dass alternativ oder zusätzlich zu der beschriebenen Luftdurchflussmesseinrichtung auch ein Messsignal verwendet werden kann, welches auf andere Weise indikativ für den aktuellen Volumenstrom durch den Luft-Ansaugkanal und insbesondere indikativ für die Stärke des ersten Teilstroms ist, welcher durch die Aufnahmevorrichtung strömt. So kann beispielsweise auch einfach die Anzahl der Motorumdrehungen als Richtwert für die Stärke des angesaugten Luftvolumenstromes und zu Anpassung der Betriebsstrategie des elektrischen Energiespeichers verwendet werden.It should be noted that as an alternative or in addition to the described air flow measuring device, a measuring signal can be used which is otherwise indicative of the current volume flow through the air intake duct and in particular indicative of the strength of the first partial flow flowing through the receiving device , For example, simply the number of engine revolutions can be used as a guideline for the strength of the intake air volume flow and to adapt the operating strategy of the electrical energy storage.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Kühlsystem ferner einen Luftfilter auf, welcher in dem Luft-Ansaugkanal angeordnet ist.According to a further embodiment of the invention, the cooling system further comprises an air filter, which is arranged in the air intake passage.

Bevorzugt ist der Luftfilter in Bezug zu der Strömungsrichtung der Luft stromaufwärts von der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass zur Kühlung des elektrischen Energiespeichers von Fremdstoffpartikeln zumindest teilweise gereinigte Luft verwendet wird.Preferably, the air filter is arranged upstream of the receiving device with respect to the flow direction of the air. This has the advantage that at least partially purified air is used to cool the electrical energy storage of foreign particles.

Der beschriebene Luftfilter kann ein üblicher Luftfilter sein, welcher in bekannter Weise zur Filterung der von dem Verbrennungsmotor angesaugten Luft wird. Der beschriebene Luftfilter reinigt damit automatisch nicht nur die Kühlluft sondern auch die erfindungsgemäß mit der Kühlluft zumindest teilweise identische Ansaugluft des Verbrennungsmotors. Ein eigener Filter für die Reinigung der Kühlluft ist damit nicht erforderlich, so dass sich durch die damit verbundene weitere Redundanz an Komponenten im Vergleich zu anderen Lösungen zur Kühlung von elektrischen Energiespeicher nicht nur eine Kostenersparnis sondern auch ein Bauraumvorteil ergeben kann.The air filter described may be a conventional air filter, which is in a known manner for filtering the air sucked by the engine. The air filter described thus automatically cleans not only the cooling air but also the invention according to the invention with the cooling air at least partially identical intake air of the engine. Its own filter for cleaning the cooling air is thus not required, so that not only a cost savings but also a space advantage can result from the associated further redundancy of components compared to other solutions for cooling of electrical energy storage.

Der Luftfilter kann je nach speziellem Anwendungsfall in einem Gehäuse (auch Luftsammler oder Airbox genannt) untergebracht sein oder offen vorliegen.Depending on the specific application, the air filter can be accommodated in a housing (also called air collector or airbox) or be open.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug und insbesondere ein Hybridfahrzeug beschrieben. Das beschriebene Kraftfahrzeug weist auf (a) einen Verbrennungsmotor, (b) einen elektrischen Energiespeicher und (c) ein Kühlsystem der vorstehend beschriebenen Art. Der Luft-Ansaugkanal ist pneumatisch mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt und der elektrische Energiespeicher ist in der Aufnahmevorrichtung angeordnet.According to a further aspect of the invention, a motor vehicle and in particular a hybrid vehicle is described. The motor vehicle described has (a) an internal combustion engine, (b) an electrical energy store and (c) a cooling system of the type described above. The air intake passage is pneumatically coupled to the internal combustion engine and the electrical energy store is arranged in the receiving device.

Dem beschriebenen Kraftfahrzeug liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das vorstehend beschriebene Kühlsystem auf vorteilhafte Weise in einem Kraftfahrzeug und insbesondere in einem Hybridfahrzeug eingesetzt werden kann. Dabei wird die Ansaugluft, welche von dem Verbrennungsmotor für die in seinem Verbrennungsraum stattfindenden Kraftstoff-Verbrennungen benötigt wird, zuvor zur Kühlung des elektrischen Energiespeichers verwendet.The motor vehicle described is based on the finding that the cooling system described above can be used advantageously in a motor vehicle and in particular in a hybrid vehicle. In this case, the intake air, which is required by the internal combustion engine for the fuel combustion occurring in its combustion chamber, has previously been used for cooling the electrical energy store.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs und insbesondere zum Kühlen eines elektrochemischen Energiespeichers eines Hybridfahrzeugs beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) ein Zuführen von Luft durch einen Luft-Ansaugkanal zu dem elektrischen Energiespeicher, welche sich in einer in dem Luft-Ansaugkanal angeordneten Aufnahmevorrichtung befindet, (b) ein Kühlen des elektrischen Energiespeichers mittels der zugeführten Luft und (c) ein Weiterleiten der für die Kühlung des elektrischen Energiespeichers verwendeten Luft durch den Luft-Ansaugkanal zu einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs.According to a further aspect of the invention, a method for cooling an electrical energy store of a motor vehicle and in particular for cooling an electrochemical energy store of a hybrid vehicle is described. The described method comprises (a) supplying air through an air intake duct to the electrical energy storage, which is located in a receiving device arranged in the air intake duct, (b) cooling the electric energy storage by means of the supplied air and (c ) Forwarding the air used for the cooling of the electrical energy storage device through the air intake duct to an internal combustion engine of the motor vehicle.

Auch dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Ansaugluft eines Verbrennungsmotors dazu verwendet werden kann, einen elektrischen Energiespeicher zu kühlen, welche eine Komponente eines Kraftfahrzeugs und insbesondere eine Komponente eines Hybridfahrzeugs darstellt.The described method is also based on the knowledge that the intake air of an internal combustion engine can be used to cool an electrical energy store which represents a component of a motor vehicle and in particular a component of a hybrid vehicle.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner ein Steuern der Menge an pro Zeiteinheit dem elektrischen Energiespeicher zugeführten Luft auf.According to an embodiment of the invention, the method further comprises controlling the amount of air supplied to the electrical energy store per unit of time.

Um den Luftvolumenstrom, der für die Kühlung des elektrischen Energiespeichers verwendet wird, unabhängig oder zumindest weitgehend unabhängig von demjenigen Luftvolumenstrom zu steuern, welcher dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, kann es vorteilhaft sein, einen sog. Bypass Luft-Ansaugkanal vorzusehen, mittels welchem eine bestimmte Teilmenge an Luft, welche dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, an der Aufnahmevorrichtung und damit an dem elektrischen Energiespeicher vorbei zu leiten. Dann kann nämlich mittels einer geeigneten Steuereinrichtung, beispielsweise eine in dem Luft-Ansaugkanal angeordnete Steuerklappe, der gesamte Volumenstrom durch den Luft-Ansaugkanal in zwei Teilströme aufgeteilt werden, wobei ein erster Teilstrom durch die Aufnahmevorrichtung und ein zweiter Teilstrom durch den Bypass Luft-Ansaugkanal strömt. Auf diese Weise kann die Kühlleistung für den elektrischen Energiespeicher in geeigneter Weise eingestellt werden.In order to control the air volume flow, which is used for the cooling of the electric energy storage, independently or at least largely independent of the air volume flow, which is supplied to the internal combustion engine, it may be advantageous to provide a so-called. By-pass air intake duct, by means of which a certain subset in air, which is supplied to the internal combustion engine, to pass the receiving device and thus to the electrical energy storage over. Then, by means of a suitable control device, for example a control flap arranged in the air intake duct, the entire volume flow through the air intake duct can be divided into two partial flows, with a first partial flow flowing through the intake device and a second partial flow through the bypass air intake duct , In this way, the cooling capacity for the electrical energy storage can be adjusted in a suitable manner.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner ein Begrenzen eines elektrischen Lade- und/oder Entlade-Stroms des elektrischen Energiespeichers in Abhängigkeit von einer Kühlleistung auf, welche dem elektrischen Energiespeicher von der zugeführten Luft bereit gestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass auf einfache Weise eine elektrischen Betriebsstrategie für den elektrischen Energiespeicher realisiert werden kann, mittels welcher zuverlässig verhindert werden kann, dass der elektrische Energiespeicher überlastet und damit in seiner Lebensdauer eingeschränkt wird.According to a further embodiment of the invention, the method further comprises limiting an electrical charging and / or discharging current of the electrical energy storage in dependence on a cooling capacity, which is provided to the electrical energy storage of the supplied air. This has the advantage that in an easy way an electrical operating strategy for the electrical energy storage can be realized, by means of which can be reliably prevented that the electrical energy storage overloaded and thus limited in its lifetime.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kühlleistung, welche dem elektrischen Energiespeicher von der zugeführten Luft bereit gestellt wird, anhand einer Messung des Volumenstroms der zugeführten Luft bestimmt.According to a further exemplary embodiment of the invention, the cooling power which is provided to the electrical energy store by the supplied air is determined on the basis of a measurement of the volume flow of the supplied air.

Der Volumenstrom der zugeführten Luft kann durch eine beliebige Luftmengenmessung bestimmt werden, bei der die pro Zeiteinheit angesaugte Menge an Luft erfasst wird. Wie bereits vorstehend erläutert, können für die Luftmengenmessung verschiedene physikalische Messprinzipien herangezogen werden. Die Bestimmung der pro Zeiteinheit angesaugten Luftmenge kann auch grob anhand der Drehzahl des Verbrennungsmotors erfolgen.The volume flow of the supplied air can be determined by any air flow measurement, in which the amount of air sucked in per unit time is detected. As already explained above, different physical measurement principles can be used for air flow measurement. The determination of the amount of air drawn in per unit time can also be roughly based on the speed of the internal combustion engine.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments of the invention are described with apparatus claims and other embodiments of the invention with method claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following exemplary description of a presently preferred embodiment.

Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung den prinzipiellen Aufbau einer Luftkühlung mittels einer Ansaugluft eines Verbrennungsmotors.The single FIGURE shows a schematic representation of the basic structure of an air cooling means of an intake air of an internal combustion engine.

Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene Ausführungsform lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.It should be noted that the embodiment described below represents only a limited selection of possible embodiments of the invention.

Die Figur zeigt ein Hybridfahrzeug 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Hybridfahrzeug 100 weist einen Verbrennungsmotor 120 und einen elektrischen Energiespeicher 118 auf. Ferner weist das Hybridfahrzeug 100 noch einen nicht dargestellten Elektromotor auf. Das Zusammenwirken von Verbrennungsmotor 120, elektrischem Energiespeicher 118 und Elektromotor im Betrieb des Hybridfahrzeugs 100 ist dem Fachmann bekannt und wird an dieser Stelle nicht erläutert.The figure shows a hybrid vehicle 100 according to an embodiment of the invention. The hybrid vehicle 100 has an internal combustion engine 120 and an electrical energy storage 118 on. Furthermore, the hybrid vehicle 100 nor an electric motor, not shown. The interaction of internal combustion engine 120 , electrical energy storage 118 and electric motor during operation of the hybrid vehicle 100 is known in the art and will not be explained at this point.

Das Hybridfahrzeug 100 weist ein Kühlsystem auf, welches sich wie folgt beschreiben bzw. herstellen lässt: Eine Luft-Ansaugkanal 110 zwischen einem Luftfilter 112 und dem Verbrennungsmotor 120 wird aufgetrennt. In diese Trennstelle wird zunächst eine Aufnahmevorrichtung 116 für den elektrischen Energiespeicher 118 integriert. Die Luftleitung innerhalb der Aufnahmevorrichtung 116 erfolgt auf eine Art und Weise, welche die Abfuhr einer möglichst großen Wärmemenge von dem in der Aufnahmevorrichtung 116 aufgenommenen elektrischen Energiespeicher 118 an die ihn umströmende (Ansaug-)Luft erlaubt.The hybrid vehicle 100 has a cooling system which can be described or produced as follows: An air intake duct 110 between an air filter 112 and the internal combustion engine 120 is split. In this separation point is first a recording device 116 for the electrical energy storage 118 integrated. The air duct inside the cradle 116 takes place in a manner which the removal of the largest possible amount of heat from that in the receiving device 116 recorded electrical energy storage 118 allowed to the (intake) air flowing around him.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ferner eine als Steuerklappe ausgebildete Steuereinrichtung 114 vorgesehen, welche den Luftstrom durch den Luft-Ansaugkanal 110 in zwei Teilströme aufteilt. Ein erster Teilstrom fließt durch einen Hauptkanal 110a des Luft-Ansaugkanals 110, in welchem sich auch die Aufnahmevorrichtung 116 befindet. Der erste Teilstrom dient der Kühlung des in der Aufnahmevorrichtung 116 befindlichen elektrischen Energiespeichers 118. Ein zweiter Teilstrom fließt durch einen Umgehungskanal 110b an der Aufnahmevorrichtung 116 vorbei und mündet später wieder in den Luft-Ansaugkanal 110. Mittels eines Volumenstromsensors 124 kann direkt der für die Kühlung des elektrischen Energiespeichers 118 verwendete Luftstrom gemessen werden.As can be seen from the figure, according to the embodiment shown here is also designed as a control flap control device 114 provided, which the air flow through the air intake duct 110 divided into two sub-streams. A first partial flow flows through a main channel 110a of the air intake duct 110 , in which also the receiving device 116 located. The first partial flow is used to cool the in the receiving device 116 located electrical energy storage 118 , A second partial flow flows through a bypass channel 110b at the receiving device 116 over and later re-enters the air intake duct 110 , By means of a volumetric flow sensor 124 can be used directly for cooling the electrical energy storage 118 used air flow can be measured.

Durch die Implementierung des Umgehungskanals 110b, welcher für den elektrischen Energiespeicher 118 einen Bypass darstellt, in Verbindung mit einer geeigneten Ansteuerung der Steuerklappe 114 kann auf einfache Weise eine bedarfsgerechte Kühlung des elektrischen Energiespeichers 118 realisiert werden.Through the implementation of the bypass channel 110b , which for the electrical energy storage 118 represents a bypass, in conjunction with a suitable control of the control valve 114 can easily meet a needs-based cooling of the electrical energy storage 118 will be realized.

Es wird darauf hingewiesen, dass auch eine kombinierte Ausführung von Luftfilter 112 und Energiespeicher 118 mittels einer gemeinsamen Baugruppe möglich ist. Auf diese Weise kann eine besonders hohe räumliche Integrationsdichte des beschriebenen Kühlsystems realisiert werden.It should be noted that also a combined version of air filters 112 and energy storage 118 is possible by means of a common module. In this way, a particularly high spatial integration density of the described cooling system can be realized.

Die in diesem Dokument beschriebene Kühlung eines elektrischen Energiespeichers mittels einer Ansaugluft eines Verbrennungsmotors bietet im Vergleich zu einer herkömmlichen Kühlung unter anderem folgende Vorteile:

  • (A) Es wird eine bereits von einem Luftfilter gereinigte Luft als Kühlmedium verwendet. Eine zusätzliche Filtereinheit zur Reinigung des Kühlmediums ist nicht erforderlich.
  • (B) Es wird ein ohnehin bereits vorhandener hochvolumiger Luftstroms zur Energiespeicherkühlung verwendet. Ein zusätzliches Gebläse für die Zufuhr von Kühlluft ist nicht erforderlich.
  • (C) Durch eine geeignete Einstellung der Steuerklappe kann eine optimale Betriebsstrategie in Abhängigkeit der möglichen Wärmeabfuhr durch die Luftansaugmenge realisiert werden.
  • (D) Durch die Reduzierung der Anzahl an erforderlichen Komponenten entsteht ein Kostenvorteil.
  • (E) Durch die Reduzierung der Anzahl an erforderlichen Komponenten entsteht ein Bauraumvorteil.
  • (F) Bei einer kombinierten Ausführung von Luftfiltergehäuse und Energiespeichergehäuse kann ein weiterer Bauraumvorteil erzielt werden.
The cooling of an electrical energy accumulator by means of an intake air of an internal combustion engine described in this document offers the following advantages in comparison to a conventional cooling, among others:
  • (A) An air already purified by an air filter is used as the cooling medium. An additional filter unit for cleaning the cooling medium is not required.
  • (B) An already existing high volume airflow is used for energy storage cooling. An additional blower for the supply of cooling air is not required.
  • (C) By an appropriate adjustment of the control flap, an optimal operating strategy depending on the possible heat dissipation can be realized by the air intake.
  • (D) Reducing the number of required components creates a cost advantage.
  • (E) By reducing the number of required components creates a space advantage.
  • (F) In a combined embodiment of air filter housing and energy storage housing, a further space advantage can be achieved.

Claims (10)

Kühlsystem zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers (118) eines Kraftfahrzeugs (100), das Kühlsystem aufweisend einen Luft-Ansaugkanal (110, 110a) zum Leiten von Luft zu einem Verbrennungsmotor (120) des Kraftfahrzeugs (100) und eine Aufnahmevorrichtung (116), welche in dem Luft-Ansaugkanal (110, 110a) angeordnet ist, wobei die Aufnahmevorrichtung (116) derart ausgebildet ist, dass ein elektrischer Energiespeicher (118) aufnehmbar und von einer durch den Luft-Ansaugkanal (110, 110a) strömenden Luft kühlbar ist, wobei der Luft-Ansaugkanal (110, 110a) pneumatisch mit dem Verbrennungsmotor (120) gekoppelt ist.Cooling system for cooling an electrical energy store ( 118 ) of a motor vehicle ( 100 ), the cooling system having an air intake duct ( 110 . 110a ) for conducting air to an internal combustion engine ( 120 ) of the motor vehicle ( 100 ) and a receiving device ( 116 ), which in the air intake duct ( 110 . 110a ), wherein the receiving device ( 116 ) is designed such that an electrical energy store ( 118 ) and from a through the air intake duct ( 110 . 110a ) air is coolable, wherein the air intake duct ( 110 . 110a ) pneumatically with the internal combustion engine ( 120 ) is coupled. Kühlsystem gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei der Luft-Ansaugkanal (110, 110a) einen Umgehungskanal (110b) aufweist, mittels welchem zumindest ein Teil der durch den Luft-Ansaugkanal (110, 110a) strömenden Luft an der Aufnahmevorrichtung (116) vorbei zu dem Verbrennungsmotor (120) des Kraftfahrzeugs (100) führbar ist. Cooling system according to the preceding claim, wherein the air intake duct ( 110 . 110a ) a bypass channel ( 110b ), by means of which at least a part of the through the air intake duct ( 110 . 110a ) flowing air at the receiving device ( 116 ) over to the combustion engine ( 120 ) of the motor vehicle ( 100 ) is feasible. Kühlsystem gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend eine Steuereinrichtung (114) zum Verteilen der durch den Luft-Ansaugkanal (110, 110a) strömenden Luft in einen ersten Teilstrom, welcher durch die Aufnahmevorrichtung (116) strömt, und in einen zweiten Teilstrom, welche durch den Umgebungskanal (110b) strömt.Cooling system according to the preceding claim, further comprising a control device ( 114 ) for distributing through the air intake duct ( 110 . 110a ) flowing air into a first partial stream, which by the receiving device ( 116 ) flows, and in a second partial flow, which through the surrounding channel ( 110b ) flows. Kühlsystem gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend eine Luftdurchflussmesseinrichtung (124), welche in dem Luft-Ansaugkanal (110, 110a) angeordnet ist und welche derart eingerichtet ist, dass der erste Teilstrom und/oder der zweite Teilstrom messbar ist.Cooling system according to the preceding claim, further comprising an air flow measuring device ( 124 ), which in the air intake duct ( 110 . 110a ) is arranged and which is arranged such that the first partial flow and / or the second partial flow is measurable. Kühlsystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Luftfilter (112), welcher in dem Luft-Ansaugkanal (110, 110a) angeordnet ist.Cooling system according to one of the preceding claims, further comprising an air filter ( 112 ), which in the air intake duct ( 110 . 110a ) is arranged. Kraftfahrzeug (100), wobei das Kraftfahrzeug (100) aufweist: einen Verbrennungsmotor (120), einen elektrischen Energiespeicher (118) und ein Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der elektrische Energiespeicher (118) in der Aufnahmevorrichtung (116) angeordnet ist.Motor vehicle ( 100 ), wherein the motor vehicle ( 100 ) comprises: an internal combustion engine ( 120 ), an electrical energy store ( 118 ) and a cooling system according to one of the preceding claims, wherein the electrical energy store ( 118 ) in the receiving device ( 116 ) is arranged. Verfahren zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers (118) eines Kraftfahrzeugs (100), das Verfahren aufweisend Zuführen von Luft durch einen Luft-Ansaugkanal (110, 110a) zu dem elektrischen Energiespeicher (118), welcher sich in einer in dem Luft-Ansaugkanal (110, 110a) angeordneten Aufnahmevorrichtung (116) befindet, Kühlen des elektrischen Energiespeichers (118) mittels der zugeführten Luft und Weiterleiten der für die Kühlung des elektrischen Energiespeichers (118) verwendeten Luft durch den Luft-Ansaugkanal (110, 110a) zu einem Verbrennungsmotor (120) des Kraftfahrzeugs (100).Method for cooling an electrical energy store ( 118 ) of a motor vehicle ( 100 ), the method comprising supplying air through an air intake duct ( 110 . 110a ) to the electrical energy storage ( 118 ) located in one of the air intake ducts ( 110 . 110a ) receiving device ( 116 ), cooling the electrical energy store ( 118 ) by means of the supplied air and forwarding the for the cooling of the electrical energy storage ( 118 ) used air through the air intake duct ( 110 . 110a ) to an internal combustion engine ( 120 ) of the motor vehicle ( 100 ). Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend Steuern der Menge an pro Zeiteinheit dem elektrischen Energiespeicher (118) zugeführten Luft.Method according to the preceding claim, further comprising controlling the amount of per unit time of the electrical energy storage ( 118 ) supplied air. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 7 oder 8, ferner aufweisend Begrenzen eines elektrischen Lade- und/oder Entlade-Stroms des elektrischen Energiespeichers (118) in Abhängigkeit von einer Kühlleistung, welche dem elektrischen Energiespeicher (118) von der zugeführten Luft bereit gestellt wird.Method according to one of the preceding claims 7 or 8, further comprising limiting an electrical charging and / or discharging current of the electrical energy store ( 118 ) in dependence on a cooling capacity, which the electrical energy storage ( 118 ) is provided by the supplied air. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Kühlleistung, welche dem elektrischen Energiespeicher (118) von der zugeführten Luft bereit gestellt wird, anhand einer Messung des Volumenstroms der zugeführten Luft bestimmt wird.Method according to the preceding claim, wherein the cooling power, which the electrical energy storage ( 118 ) is provided by the supplied air is determined by measuring the volume flow of the supplied air.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5806967B2 (en) * 2012-03-30 2015-11-10 株式会社クボタ Diesel engine exhaust treatment equipment
DE102013205451A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-02 Robert Bosch Gmbh System for conveying a fluid from a volume space, use of such a system and vehicle with such a system
DE102016219485A1 (en) 2016-10-07 2018-04-12 Audi Ag Motor vehicle and energy storage device
DE102022202179A1 (en) 2022-03-03 2023-09-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for relieving and/or supporting a mechanical friction brake of a vehicle, in particular a truck

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3316512A1 (en) * 1983-05-06 1984-11-08 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Ventilation device for battery spaces
US5215834A (en) * 1992-02-18 1993-06-01 Globe Union Inc. Battery thermal control system and method
JP2003178814A (en) * 2001-12-10 2003-06-27 Inoac Corp Battery cooling device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2416807A1 (en) * 1974-04-06 1975-10-23 Daimler Benz Ag THERMAL PROTECTION FOR A VEHICLE ACCUMULATOR
US5542489A (en) * 1995-05-31 1996-08-06 Ford Motor Company Battery thermal chamber
DE19725336A1 (en) * 1997-06-16 1998-12-17 Bayerische Motoren Werke Ag Cooling system for battery of motor vehicle provided with IC engine
US6152096A (en) * 1999-07-06 2000-11-28 Visteon Global Technologies, Inc. Storage battery protection by engine air intake system
JP2004009939A (en) * 2002-06-10 2004-01-15 Honda Motor Co Ltd Unit cooling structure of hybrid vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3316512A1 (en) * 1983-05-06 1984-11-08 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Ventilation device for battery spaces
US5215834A (en) * 1992-02-18 1993-06-01 Globe Union Inc. Battery thermal control system and method
JP2003178814A (en) * 2001-12-10 2003-06-27 Inoac Corp Battery cooling device

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